Investigaciones recientes publicadas en la revista Nature revelan que fragmentos de ADN viral, conocidos como retrovirus endógenos humanos (HERVs), son cruciales en las etapas iniciales del desarrollo embrionario humano. Estos vestigios, que constituyen aproximadamente el 8.9% de nuestro genoma, provienen de retrovirus ancestrales que se integraron en el ADN de nuestros antepasados y se han transmitido a través de las generaciones.
El estudio, liderado por la Dra. Raquel Fueyo en el laboratorio de la Profesora Joanna Wysocka de la Universidad de Stanford, se centró en el HERV LTR5Hs, observando su actividad regulatoria en embriones tempranos. Mediante el uso de blastoides derivados de células madre y técnicas de edición genética, los científicos manipularon la actividad de LTR5Hs. La supresión intensa de estos elementos impidió la formación de blastoides, mientras que una represión moderada permitió un desarrollo parcial, sugiriendo que estos fragmentos virales actúan como potenciadores de genes esenciales para el desarrollo del epiblasto.
Un ejemplo destacado es cómo un elemento único en humanos potencia la expresión del gen ZNF729, vital para funciones celulares básicas como la proliferación y el metabolismo. La eliminación de este elemento viral impidió la generación de blastoides en células madre. Este descubrimiento abre la puerta a investigar si estos mecanismos virales influyen en la formación de otros tejidos, en patologías del desarrollo o en la fertilidad humana, y si existen variaciones genéticas de estos elementos entre poblaciones que puedan estar conectadas con trastornos reproductivos.
Las investigaciones también han demostrado que estas antiguas secuencias virales, que antes se consideraban ADN "basura", se activan poco después de la fertilización en varios mamíferos, incluidos ratones, vacas, cerdos, conejos y macacos Rhesus. Esta activación puede influir en la especialización celular y la formación de tejidos, un aspecto clave de la plasticidad de las células embrionarias. Los científicos descubrieron que los LTR5Hs, específicos de los humanos, actúan como potenciadores, controlando la expresión de cientos de genes en células cancerosas embrionarias humanas. Estos elementos se expresan preferentemente en blastocistos humanos tempranos en comparación con los macacos Rhesus, que carecen de inserciones de LTR5Hs, lo que indica el papel de la reciente endogenización de HERVK en el establecimiento de patrones únicos de expresión génica en humanos y simios.
La Dra. Fueyo, con apoyo de la Fundación EMBO y el Cancer Research Institute, continúa explorando las interacciones entre elementos transponibles y la biología celular en embriogénesis y cáncer, sugiriendo que estos elementos virales podrían convertirse en dianas terapéuticas. Este estudio abre nuevos horizontes en la comprensión de cómo los antiguos elementos virales, integrados en nuestro genoma, se han convertido en una parte integral de nuestro desarrollo, ofreciendo nuevas perspectivas para la medicina y la biología regenerativa.